Quelltext der Seite NMDA-Rezeptor

{{Infobox Protein
| Name            = 
| Bild            = 7EU7 NMDA-Rezeptor Esketamin.png
| Bild_legende    = EM-Struktur des NMDA-Rezeptors, komplexiert mit Esketamin, Glycin und Glutamat, gemäß {{PDB|7EU7}}. Untereinheiten GluN1 in orange-rot, GluN2A in blau, Liganden in magenta. Vorn/rechts Bänderdarstellung, hinten/links van-der-Waals-Oberfläche in grau. Teile der Struktur der Sicht wegen ausgeblendet.
| PDB             = 
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| Struktur        = Heterotetramer
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| AltSymbols      = {{HGNC||GRIN2A}}, {{HGNC||GRIN2B}}, {{HGNC||GRIN2C}}, {{HGNC||GRIN2D}}, {{HGNC||GRIN3A}}, {{HGNC||GRIN3B}}
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| TCDB            = 1.A.10.1.6
| TranspText      = glutamatgesteuerter Ionenkanal
| Homolog_fam     = 
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| Orthologe       = 
}}
[[Datei:NMDA.svg|mini|''N''-Methyl-<small>D</small>-[[Asparaginsäure]]]]
[[Datei:NMDA receptor activation and antagonists.PNG|340px|mini|Schematischer Schnitt in der Seitenansicht einschließlich Bindestellen]]

'''NMDA-Rezeptoren''' gehören zu den [[ionotrop]]en [[Glutamatrezeptor]]en. Das sind [[Ionenkanal|Ionenkanäle]] in der [[Zellmembran]], die durch die Bindung ihres [[Ligand (Biochemie)|Liganden]] [[Glutaminsäure|Glutamat]] aktiviert werden.

== Name ==
Der Name „NMDA-Rezeptor“ rührt daher, dass diese Rezeptoren durch die Bindung des für sie spezifischen [[Partialagonist]]en ''N''-Methyl-<small>D</small>-Aspartat (NMDA) aktiviert werden können, der zwar im Körper normalerweise nicht vorkommt, im [[Experiment]] aber ebenso wie der „Originalagonist“ Glutamat zur Öffnung der Ionenkanal-Untereinheit des Rezeptors führt.

== Funktion ==
In der [[Synapse|postsynaptischen]] [[Zellmembran|Membran]] lokalisiert steuern sie nicht-selektiv für Kationen den [[Ion]]enfluss an der nachgeschalteten Nervenzelle der Synapse.
Der Kanal besitzt verschiedene [[Rezeptor (Biochemie)|Bindungsstellen]], an die unterschiedliche Liganden andocken und so die Rezeptor-Funktion steuern. Liganden sind vereinfacht als [[Neurotransmitter|Botenstoffe]] zu verstehen, die an bestimmten Bindungstellen am Rezeptor binden und die Änderungen in der [[Chemische Struktur|Struktur]] des Rezeptors/Kanals verursachen, was letztlich die Kanal[[leitfähigkeit]] beeinflusst. Neben der Bindungsstelle für den eigentlichen Botenstoff [[Glutaminsäure|Glutamat]] (der somit als Agonist bezeichnet wird) und einer Bindungsstelle für den Coagonisten [[Glycin]] zeigt der NMDA-Rezeptor Bindungsstellen für Stoffe, die die Aktivität vermindern, so genannte NMDA-[[Antagonist (Pharmakologie)|Antagonisten]]. Dabei wird unterschieden in eine Bindungsstelle für [[Kompetitive Hemmung|kompetitive Antagonisten]] (z.&nbsp;B. CPP oder [[2-Amino-5-phosphonovaleriansäure|APV]]), Bindungsstellen für [[Polyamine]], Protonen und Zink-Ionen und eine Bindungsstelle für [[Nichtkompetitiver Antagonist|nicht-kompetitive Antagonisten]]. An diese Bindungsstelle im Inneren des Ionenkanals binden zum Beispiel [[Dissoziativa|dissoziative]] Drogen wie das [[Ketamin]], das [[Phencyclidin|PCP]] oder das MK-801 ([[Dizocilpin]]) und wirken dort als [[Kanalblocker]].

NMDA-Rezeptoren vermitteln im Vergleich zu [[AMPA-Rezeptor]]en eine langsamere postsynaptische Stromkomponente, deren Dauer im Bereich einiger hundert [[Millisekunde]]n für synaptische Verschaltungen sehr lang andauert. Ihre [[Permeabilität (Materie)|Permeabilität]] in Prinzipalneuronen für [[Calcium]] liegt um das fünfzigfache höher als die der AMPA-Rezeptoren.
Demgegenüber ist allerdings die [[Leitfähigkeit]] der NMDA-Rezeptoren bei negativen [[Membranpotential]]en (<&nbsp;-30&nbsp;mV) sehr gering, weil der Kanal mit [[Magnesium]]-[[Ion]]en blockiert ist.

Ein negatives [[Membranpotential]], also ein Überschuss positiv geladener Ionen im [[Extrazellularraum]] gegenüber dem Inneren der Zelle, bezeichnet man als [[Ruhemembranpotenzial]] einer [[Elektrische Erregbarkeit|elektrisch erregbaren]] Zelle. [[Erregung (Physiologie)|Erregungszustände]] gehen mit einer Änderung des elektrischen Potentials über der Membran einher; das zahlenmäßige Verhältnis ''Außen : Innen'' positiver bzw. negativer Ionen gleicht sich lokal begrenzt einander an ([[Depolarisation (Physiologie)|Depolarisation]]). Erst bei ausreichender Depolarisierung der postsynaptischen Membran tragen auch die NMDA-Rezeptoren zum synaptischen Strom bei.
Diese Eigenschaft, nur bei gleichzeitiger prä- und postsynaptischer Aktivität leitfähig (insbesondere für Calcium) zu sein, macht die NMDA-Rezeptoren zu idealen molekularen Koinzidenzdetektoren. Das gleichzeitige Eintreten beider Ereignisse (nämlich erregter prä- und postsynaptischer Nervenzellen) ist nicht der Regelfall und deutet darauf hin, dass die entsprechende Synapse zwischen zwei Nervenzellen besonders häufig benutzt wird.
Man nimmt heute an, dass die Leitfähigkeitserhöhung des NMDA-Rezeptors eins der wesentlichen Elemente für die Induktion synaptischer Plastizität ist und damit einen molekularen Mechanismus für [[Lernen]] und [[Gedächtnis]] darstellt.

Das Modell besagt, dass NMDA-Rezeptoren bestimmter [[Synapse|synaptischer]] Bahnen, die sehr häufig benutzt werden, durch die ständige Depolarisation der postsynaptischen Membran deblockiert werden und somit diese Bahnen besser leitfähig werden als [[alternative]] Verschaltungsmuster. Somit werden bestimmte „Wege“ [[Bahnung|gebahnt]], ein wesentlicher Prozess des Lernens. So lässt es sich verstehen, dass eine pathologische Fehlsteuerung der NMDA-Rezeptoren mit der Krankheit [[Schizophrenie]] in Verbindung gebracht wird.
Auch für die sogenannten [[Nahtod-Erfahrung]]en wurde eine Beeinflussung (Blockade) von NMDA-Rezeptoren vermutet, denn NMDA-Antagonisten wie [[Ketamin]] oder [[Phencyclidin]] können entfernt ähnliche Effekte hervorrufen.

== Wirkung von Alkohol auf den NMDA-Rezeptor ==

Bindet Alkohol ([[Ethanol]]) am NMDA-Rezeptor, so wird der Einstrom von Calcium-Ionen vermindert. Somit nimmt die Frequenz exzitatorischer Potentiale ab, Alkohol reduziert folglich die Wirkung des wichtigsten [[exzitatorisch]]en Systems, wobei gleichzeitig die Funktion des wichtigsten inhibitorischen Systems ([[γ-Aminobuttersäure|GABA]]) durch die Bindung an den [[GABA-Rezeptor]] verstärkt wird. Die alkoholinduzierte Blockade des NMDA-Rezeptors wird unter anderem mit Gedächtnisstörungen nach exzessivem Alkoholkonsum in Verbindung gebracht. Bei übermäßigem oder langfristigem Alkoholkonsum steigt die Zahl der NMDA-Rezeptoren an, wobei gleichzeitig der Calciumeinstrom zunimmt. Diese Gegenregulierung führt beim Alkoholentzug zu Entzugserscheinungen, da es beim Wegfall der Hemmung des NMDA-Rezeptors zu einer Überfunktion des exzitatorischen Systems kommt, was sich in Form von Unruhe, Angst oder Schlaflosigkeit zeigt.<ref>{{Internetquelle |url=https://edoc.ub.uni-muenchen.de/6187/1/Roesner_Susanne.pdf |titel=Meta-Analyse zur Wirksamkeit von Acamprosat und Naltrexon in der Entwöhnungsbehandlung alkoholabhängiger Patienten |autor=Susanne Rösner |datum=2006 |zugriff=2014-12-15 |format=PDF}}</ref>

== NMDA-Rezeptor-Neurotoxizität (Olneys Läsionen) ==

Als die Stoffgruppe der NMDA-Rezeptorantagonisten entdeckt wurde, war zuerst kein schädliches Potential bekannt. Erst [[John W. Olney]] u. a. zeigten 1989, dass die NMDA-Rezeptorantagonisten Dizocilpin, [[Phencyclidin]], [[Ketamin]] und [[Dextromethorphan]], sowohl in oraler als auch intravenöser Applikation, [[Läsion]]en im Gehirn von Ratten verursachen.<ref name="olney">{{Literatur |Autor=J. Olney, J. Labruyere, M. Price |Titel=Pathological changes induced in cerebrocortical neurons by phencyclidine and related drugs |Sammelwerk=Science |Band=244 |Nummer=4910 |Datum=1989 |Seiten=1360–1362 |DOI=10.1126/science.2660263 |PMID=2660263}}</ref> Der amerikanische Dextromethorphan-Forscher William E. White sagte 1998 in seiner DXM-FAQ, er sei überzeugt, dass die NMDA-Rezeptorantagonisten, auch bekannt als [[Dissoziativa]] (dissoziative Drogen), Läsionen bei Menschen verursachen. Er widerrief diese Aussage jedoch 2003.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.erowid.org/chemicals/dxm/dxm_health2.shtml |titel=The Bad News Isn't In : A Look at Dissociative-Induced Brain Damage and Cognitive Impairment |autor=C. Anderson |datum=2003-06-01 |werk=Erowid DXM Vaults : Health |zugriff=2008-12-17}}</ref> Eine magnetresonanztomographische Untersuchung an chronischen Ketaminkonsumenten zeigte Hirnschäden auch bei allen 21 menschlichen Probanden, wobei die Anzahl der Läsionen mit der Dauer des Konsums korrelierte.<ref>{{Literatur|Autor=Chunmei Wang, Dong Zheng, Jie Xu, Waiping Lam, D. T. Yew|Titel=Brain damages in ketamine addicts as revealed by magnetic resonance imaging|Sammelwerk=Frontiers in Neuroanatomy|Band=7|Datum=2013|DOI=10.3389/fnana.2013.00023|Online=https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnana.2013.00023/full|Abruf=2017-08-30}}</ref>

== Siehe auch ==
* [[Wind-up-Phänomen]]
* [[Excitotoxizität]]
* [[Anti-NMDA-Rezeptor-Enzephalitis]]

== Literatur ==
* Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, [[Lubert Stryer]]: ''Biochemie.'' 6. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2007, ISBN 978-3-8274-1800-5.
* Donald Voet, Judith G. Voet: ''Biochemistry.'' 3. Auflage. John Wiley & Sons, New York 2004, ISBN 0-471-19350-X.
* [[Bruce Alberts]], Alexander Johnson, Peter Walter, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts: ''Molecular Biology of the Cell.'' 5. Auflage. Taylor & Francis, 2007, ISBN 978-0-8153-4106-2.

== Weblinks ==
{{Commonscat|N-methyl-D-aspartate receptors|NMDA receptor}}
* {{Webarchiv | url=http://www.bris.ac.uk/Depts/Synaptic/info/pharmacology/NMDA.html | wayback=20081016060916 | text=Übersicht zu Struktur und Funktion des NMDA-Rezeptors}}, Bristol University (engl.)

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Membrankanal|Nmdarezeptor]]
[[Kategorie:Rezeptor|Nmdarezeptor]]